一种用于消除列车直流母线二次谐振的直流侧有源滤波器制造技术

本实用新型专利技术为一种用于消除列车直流母线二次谐振的直流侧有源滤波器，所述有源滤波器包括具有升降压功能的双向DC/DC变换器，滤波电感及储能电容。依据功率平衡原理，当母线电压二次脉动完全被补偿时，需要控制单相整流器输出的二次脉动功率与有源滤波器补偿的二次脉动功率大小相等，方向相反。根据实际系统检测的电压、电流等电气量，进行闭环控制，保证了补偿效果与列车实际运行时的系统动态响应能力，提高了系统的稳定性。可以替代传统的无源LC滤波环节，能够克服无源滤波只能补偿固定频率谐波的缺点，可以适应复杂的电网环境，比传统方法效果更理想。该替代二次谐振的装置可以减小牵引传动系统的体积和重量，降低了成本并且提高变流器的功率密度。

A DC Side Active Power Filter for Eliminating Secondary Resonance of Train DC Bus

The utility model relates to a DC side active filter for eliminating secondary resonance of train DC bus. The active filter comprises a bidirectional DC/DC converter with boost and buck functions, a filter inductance and an energy storage capacitor. According to the principle of power balance, when the secondary ripple of bus voltage is completely compensated, it is necessary to control the secondary ripple power of single-phase rectifier to be equal to the secondary ripple power compensated by active filter, and in the opposite direction. The closed-loop control is carried out according to the voltage and current measured by the actual system, which ensures the compensation effect and the dynamic response ability of the system when the train is running, and improves the stability of the system. It can replace the traditional passive LC filter, overcome the disadvantage that passive filter can only compensate for fixed frequency harmonics, adapt to complex power grid environment, and achieve better results than traditional methods. The device can reduce the volume and weight of the traction drive system, reduce the cost and increase the power density of the converter.

【技术实现步骤摘要】
一种用于消除列车直流母线二次谐振的直流侧有源滤波器
本技术涉及轨道交通单相供电系统，尤其涉及车载牵引变流器交-直-交系统。
技术介绍
单相变换器因其结构简单、可靠性强、效率高等特点不仅在机车牵引变流器系统，同时还在不间断电源、光伏并网、级联多电平变换器、多相交流传动、航空航天电源等多种电力电子系统中得到了广泛的应用。目前世界高速列车大多数采用现代交流传动系统，牵引传动系统的交-直部分，采用四象限运行的单相PWM整流，可将机车制动时的能量回馈给电网，同时使得系统具有较高的功率因数。然而，单相系统会产生固有的二次脉动功率，使直流母线电压出现二次低频脉动，危害整个列车牵引系统。传统的无源滤波直接在直流母线两端并联大电容或LC谐振电路来抑制直流电压脉动。由于电压脉动频率较低，用于滤波的LC比较大。LC谐振电路对参数偏移和基波频率漂移敏感，当LC谐振频率与谐波源频率严重失配时，会在直流支撑电容和LC谐振电路之间产生二次谐波环流，同时LC谐振电路存在过电压、过电流现象，电容电压高于直流母线电压。为降低参数偏移对滤波效果的影响，同时由于谐振电感功率密度低，工程实际设计电路时，常选取较大的电容值。大本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于消除列车直流母线二次谐振的直流侧有源滤波器，其特征在于：包括：具有升降压功能的双向DC/DC变换器，滤波电感Ls和用于补偿前级整流器直流侧输出二次脉动功率的储能电容Cs；所述双向DC/DC变换器由上下两个开关管组成，每个开关管包括IGBT和反并联二极管；所述双向DC/DC变换器中上IGBT管的集电极与直流正母线连接，上IGBT管的发射极与下IGBT管的集电极连接，双向DC/DC变换器的半桥中点接滤波电感Ls的一端，滤波电感Ls的另一端与储能电容Cs串联式连接，储能电容Cs的另一端接直流负母线，双向DC/DC变换器中下IGBT管的发射极与直流负母线连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于消除列车直流母线二次谐振的直流侧有源滤波器，其特征在于：包括：具有升降压功能的双向DC/DC变换器，滤波电感Ls和用于补偿前级整流器直流侧输出二次脉动功率的储能电容Cs；所述双向DC/DC变换器由上下两个开关管组成，每个开关管包括IGBT和反并联二极管；所述双向DC/DC变换器中上IGBT管的集电极与直流正母线连接，上IGBT管的发射极与下IGBT管的集电极连接，双向DC/DC变换器的半桥中点接滤波电感Ls的一端，滤波电感Ls的另一端与储能电容Cs串联式连接，储能电容Cs的另一端接直流负母线，双向DC/DC变换器中下IGBT管的发射极与直流负母线连接。2.如权利要求1所述的用于消除列车直流母线二次谐振的直流侧有源滤波器，其特征在于：所述双向DC/DC变换器的IGBT开关器件耐压等级与前级整流器模块相同，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志刚，陈杰，刘国东，漆良波，吕海臣，张钢，牟富强，路亮，邱瑞昌，魏路，
申请(专利权)人：北京交通大学，北京千驷驭电气有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11